Amplificador operacional de circuito integrado:
Símbolo y paquetes de circuito: la figura 14-1 (a) muestra el símbolo del circuito triangular para un amplificador operacional de circuito integrado (OP-APP). Como se ilustra, hay dos terminales de entrada, un terminal de salida y dos terminales de suministro.
Las entradas se identifican como la entrada invertida (signo) y la entrada no invertida (+ signo). Un voltaje positivo en la entrada invertida produce un voltaje negativo (invertido) en el terminal de salida.
Por el contrario, un voltaje positivo en la entrada no invertida genera una salida que también es positiva (no invertida). Los suministros de más menos se usan normalmente con amplificadores operacionales, por lo que los terminales de suministro se identifican como +VCC y -VEE.
En las Figs se ilustran dos paquetes de operaciones operacionales típicas. 14-1 (b) y (c).
Tanto para el paquete de plástico dual en línea (DIL) como para el paquete Metal CAN, los terminales 2 y 3 son las entradas invertidas y no invertidas respectivamente, el terminal 6 es la salida y los terminales 7 y 4 son los terminales de suministro + y-suministro.
Circuito básico de operación operacional:
Las etapas de entrada y salida para amplificadores operativos bipolar y bifet que se muestran en las Figs. 14-2 (a) y (b). La etapa de entrada de amplificador diferencial tiene dos terminales de entrada de alta impedancia (inversión y no inversor), y la etapa de salida del seguidor del emisor tiene una baja impedancia.
Una etapa intermedia (entre las etapas de entrada y salida) es en gran parte responsable de la ganancia de alto voltaje de APP OP. La Figura 14-2 (a) muestra una etapa de entrada BJT, mientras que la Fig. 14-2 (b) tiene una etapa de entrada FET.
Apropiadamente, los amplificadores operacionales que usan exclusivamente BJT se denominan amplificadores operacionales bipolares, y aquellos que usan una etapa de entrada FET con etapas adicionales BJT se denominan amplificadores operacionales BIFET.
Parámetros importantes:
Algunos de los parámetros más importantes para el amplificador operativo del circuito integrado 741 (uno de los más utilizados) se enumeran en la parte de la hoja de datos que se muestra en la figura 14-3.
La gran ganancia de voltaje de señal (AV), también identificada como la ganancia de circuito abierto AV (OL)), para el 741 se enumera como 50 000 mínimo y 200 000 típico.
Esto significa, por ejemplo, que una señal aplicada como una diferencia de voltaje entre los dos terminales de entrada se amplifica al menos en un factor 50 000. La amplificación típica es de 200 000, y la amplificación máxima puede ser considerablemente mayor.
Esto es similar a la situación con el HFE de un BJT, donde el fabricante especifica valores mínimos, típicos y máximos.
La corriente de polarización de entrada (IIB) es la corriente base para los transistores de la etapa de entrada OP-Amp. En la Fig. 14-3 IIB se enumera como 80 nA típico y 500 na máximo.
Idealmente, los transistores de la etapa de entrada deben coincidir perfectamente, de modo que la diferencia de voltaje cero entre los dos terminales de entrada (base) debería producir un voltaje de salida cero.
En la práctica, siempre hay alguna diferencia entre los voltajes del emisor base de los transistores, y esto da como resultado un voltaje de compensación de entrada (VIO), que podría ser tan grande como 5 mV para un amplificador operacional 741.
Del mismo modo, debido a la falta de coincidencia de transistores de entrada, también hay una corriente de compensación de entrada (IIO). Para el 741 IIO es un máximo de 200 na.
La resistencia de entrada (RI) y la resistencia de salida (RO) son las resistencias en los terminales del amplificador operacional cuando no hay retroalimentación. Prácticamente todas las aplicaciones OP-APP utilizan retroalimentación negativa, por lo que estas cantidades (de resistencia) se modifican en circuitos prácticos.
El voltaje de suministro de CC para circuitos electrónicos puede variar cuando cambia la corriente de suministro, y en algunos casos hay un voltaje de ondulación de CA superpuesta en la CC. Los cambios de voltaje de suministro se pueden pasar a la salida de un amplificador.
Idealmente, las variaciones de voltaje de suministro no deberían tener ningún efecto en la salida del circuito. Qué bueno es el amplificador para atenuar las variaciones de voltaje de suministro se define por la relación de rechazo de voltaje de la fuente de alimentación (PSRR). Esto generalmente se especifica en forma de decibelio.
Las entradas de modo común son cambios de voltaje que se aplican simultáneamente a ambos terminales de entrada de un amplificador operativo de circuito integrado. Los voltajes de entrada de modo común se pueden pasar a la salida.
La relación de rechazo de modo común (CMRR) (expresada en DB) define qué tan bueno es el amplificador para atenuar los voltajes de entrada del modo común.